BRPI0411004B1 - method and equipment for purifying an organic extraction solution in hydrometallurgical liquid-liquid extraction processes, drops of an aqueous solution and other impurities. - Google Patents
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Abstract
"método e equipamento para purificação de uma solução de extração a partir de soluções de arraste aquosas e outras impurezas". a presente invenção refere-se a um método e equipamento por meio do qual uma solução orgânica de extração é purificada a partir de arrastes de solução aquosa e outras impurezas, durante uma etapa de extração líquido-líquido em processos hidrometalúrgicos. o método trata uma solução orgânica de extração, a qual contém um metal valioso ou uma substância valiosa da solução aquosa. a solução de extração é purificada com uma solução ácida aquosa. a solução ácida é descarregada dentro do tanque em diversas subcorrentes separadas. o fluxo desvia da direção horizontal para vertical e a direção das soluções separadas é desviada por meio de barreiras de estacas (13, 14). a solução orgânica e a solução aquosa são removidas em subcorrentes separadas. um decantador compreende diversos elementos de descarga (12 ) para a solução orgânica e elementos de sucção (16, 24) para remoção da solução orgânica e solução aquosa, respectivamente."Method and equipment for purifying an extraction solution from aqueous carrier solutions and other impurities". The present invention relates to a method and apparatus by which an organic extraction solution is purified from aqueous solution strains and other impurities during a liquid-liquid extraction step in hydrometallurgical processes. The method treats an organic extraction solution which contains a valuable metal or valuable substance from the aqueous solution. The extraction solution is purified with an aqueous acidic solution. The acidic solution is discharged into the tank in several separate undercurrents. the flow shifts from horizontal to vertical direction and the direction of the separate solutions is shifted through pile barriers (13, 14). The organic solution and aqueous solution are removed in separate undercurrents. a decanter comprises several discharge elements (12) for the organic solution and suction elements (16, 24) for removal of the organic solution and aqueous solution, respectively.
Description
"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA PURIFICAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO"METHOD AND EQUIPMENT FOR PURIFICATION OF A SOLUTION
ORGÂNICA DE EXTRAÇÃO EM PROCESSOS HIDROMETALÚRGICOS DEORGANIC EXTRACTION IN HYDROMETALURGICAL PROCESSES
EXTRAÇÃO DO TIPO LÍQUIDO-LÍQUIDO, DE GOTAS DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA E OUTRAS IMPUREZAS" Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um método e equipamento por meio dos quais uma solução orgânica de extração é purificada a partir de arrastes de solução aquosa e impurezas durante uma etapa de extração liquido-liquido em um processo hidrometalúrgico.Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus by which an organic extraction solution is purified from aqueous solution strains and impurities during a liquid-liquid extraction step in a hydrometallurgical process.
Antecedentes da Invenção Durante uma etapa de extração liquido-liquido, uma solução de reagente orgânico é misturada em uma cuba de extração (misturador/decantador) ou em uma coluna de extração, em uma solução aquosa que contém uma substância a ser purificada e concentrada como metal solúvel, na forma de ion ou de um complexo, junto com diversas impurezas. 0 metal ou substância valiosa a ser refinada reage seletivamente com uma solução quimica orgânica de extração, pelo que a; mesma é separada da solução aquosa em uma solução quimica de extração na forma pura. 0 metal ou substância valiosa pode ser então separado da solução orgânica de volta à solução aquosa (extração), com a reação quimica invertida para extração, da qual a solução aquosa pode ser recuperada novamente como um produto, por exemplo, mediante precipitação ou redução do metal. 0 processo de extração, portanto, consiste da mistura de líquidos fisicamente insolúveis entre si em gotas de uma dispersão na seção de mistura do equipamento de extração, e após a ocorrência de transferência de massa química, as gotas na dispersão são obrigadas a coalescer, isto é, se misturam de volta às camadas originais de líquido na seção de sedimentação ou decantação. Uma intensa mistura ou uma significativa mudança nas condições químicas superficiais do processo podem resultar em gotas muito pequenas, que requerem bastante tempo para se desmanchar de sua própria fase líquida. Estas gotas não necessariamente têm tempo de se desmanchar na seção de sedimentação presente da etapa de extração, mas se movimentam posteriormente no processo com a outra fase. A inclusão da solução de alimentação original (solução aquosa) na solução orgânica, na medida em que esta entra nos últimos estágios do processo, pode diminuir a pureza do produto final e exigir medidas extras de purificação. Do mesmo modo, o agente de extração orgânico pode acabar em perdas com a solução aquosa tratada. Em ambos os casos, a eficiência do custo do processo é diminuída.Background of the Invention During a liquid-liquid extraction step, an organic reagent solution is mixed in an extraction vat (mixer / decanter) or an extraction column, in an aqueous solution containing a substance to be purified and concentrated as soluble metal, in the form of an ion or a complex, together with various impurities. The valuable metal or substance to be refined selectively reacts with an organic chemical extraction solution, whereby a; It is separated from the aqueous solution in a chemical extraction solution in pure form. The valuable metal or substance may then be separated from the organic solution back to the aqueous solution (extraction) with the inverted chemical reaction for extraction, from which the aqueous solution may be recovered again as a product, for example by precipitation or reduction of the chemical solution. metal. The extraction process, therefore, consists of mixing physically insoluble liquids together in drops of a dispersion in the mixing section of the extraction equipment, and after chemical mass transfer occurs, the drops in the dispersion are bound to coalesce, i.e. that is, they blend back into the original layers of liquid in the settling or settling section. Intense mixing or a significant change in the surface chemical conditions of the process can result in very small drops, which require a long time to disintegrate from its own liquid phase. These drops do not necessarily have time to crumble into the present sedimentation section of the extraction step, but move later in the process with the other phase. Inclusion of the original feed solution (aqueous solution) in the organic solution as it enters the final stages of the process may decrease the purity of the final product and require additional purification measures. Similarly, the organic extractant may end up in losses with the treated aqueous solution. In either case, the process cost efficiency is decreased.
Em particular, foi usado um tanque para remoção do arraste aquoso de uma solução orgânica após as cubas de extração, em que as gotas de água arrastadas caíram na direção da base do tanque devido à força de gravidade e a camada superficial purificada pôde ser direcionada para o estágio seguinte, onde o tanque é então chamado de pós- decantador. 0 tanque pode também funcionar simultaneamente como um tanque de movimento de correntes, que é necessário para uniformizar as mudanças de volume da solução orgânica que ocorre em diversas partes do processo. Nesse caso, o nível superficial da solução no tanque é variável. 0 método presente de purificação de solução orgânica, também considerado como um método de lavagem, ocorre mediante uso de cubas misturadoras/decantadoras, em que, basicamente, as impurezas quimicamente ligadas são removidas mediante tratamento da solução orgânica com adequadas soluções aquosas. Portanto, nesse caso, é formada uma dispersão da solução de extração e solução aquosa, a fim de se obter uma grande área superficial líquido- líquido, como na cuba de extração. Além da lavagem ou purificação química, as gotas de água são também removidas ou as impurezas contidas nas mesmas são diluídas. Uma cuba misturadora/decantadora construída para fins de purificação geralmente consiste de uma bomba, um misturador e um tanque de sedimentação, com suas barreiras de retenção e, normalmente, sendo do tamanho de uma cuba de extração. As modificações no volume da solução orgânica não podem ser avaliadas com uma cuba de purificação, desse modo, um tanque separado de movimentação de correntes, conforme mencionado acima, se faz necessário, o qual apresenta a requerida capacidade volumétrica.In particular, a tank was used to remove aqueous drag from an organic solution after the extraction vats, where the entrained water droplets fell towards the base of the tank due to the force of gravity and the purified surface layer could be directed to the next stage, where the tank is then called the post decanter. The tank may also function simultaneously as a stream movement tank, which is required to even out the volume changes of the organic solution occurring in various parts of the process. In this case, the surface level of the solution in the tank is variable. The present method of purifying organic solution, also considered as a washing method, occurs by the use of mixer / decanter vats, in which basically chemically bound impurities are removed by treating the organic solution with suitable aqueous solutions. Therefore, in this case, a dispersion of the extraction solution and aqueous solution is formed in order to obtain a large liquid-liquid surface area, as in the extraction bowl. In addition to washing or chemical purification, the water droplets are also removed or the impurities contained therein are diluted. A mixer / decanter tank constructed for purification purposes generally consists of a pump, a mixer and a sedimentation tank with their retaining barriers and usually the size of an extraction tank. Changes in the volume of the organic solution cannot be evaluated with a purification vat, thus a separate current movement tank as mentioned above is required which has the required volumetric capacity.
Objetivo da Invenção 0 método de acordo com a presente invenção trata de uma solução orgânica de extração, proveniente de uma etapa de extração liquido-líquido em um processo hidrometalúrgico, contendo um metal ou substância valiosa de uma solução aquosa. A finalidade da invenção é executar a separação física de gotas de água e a remoção química de impurezas da solução orgânica de extração, simultaneamente. A solução orgânica a ser purificada é lavada com uma solução aquosa ácida. A solução aquosa pode ser alimentada dentro da solução orgânica mesmo antes da solução ser enviada ao tanque de sedimentação e/ou pode ser alimentada dentro da solução orgânica na extremidade frontal do tanque. A solução orgânica é descarregada na extremidade frontal em diversas subcorrentes separadas, ao longo de toda a largura do tanque. A fim de separar as pequenas gotas de água da solução de extração e lavar as mesmas das impurezas, a direção do fluxo que prossegue horizontalmente para a extremidade traseira é desviada obliquamente, de tempos em tempos, para a direção vertical.Object of the Invention The method according to the present invention is an organic extraction solution, derived from a liquid-liquid extraction step in a hydrometallurgical process, containing a valuable metal or substance from an aqueous solution. The purpose of the invention is to perform physical separation of water droplets and chemical removal of impurities from the organic extraction solution simultaneously. The organic solution to be purified is washed with an acidic aqueous solution. The aqueous solution may be fed into the organic solution just before the solution is sent to the sedimentation tank and / or may be fed into the organic solution at the front end of the tank. The organic solution is discharged at the front end into several separate undercurrents over the entire width of the tank. In order to separate the small drops of water from the extraction solution and wash them away from the impurities, the direction of flow that proceeds horizontally to the rear end is obliquely shifted from time to time to the vertical direction.
Simultaneamente, a área de seção transversal do fluxo é momentaneamente diminuída diversas vezes, enquanto a direção das soluções separadas é desviada lateralmente por meio de barreiras de estacas. A solução orgânica de extração pura e a solução aquosa são removidas da extremidade traseira do tanque de sedimentação em diversas subcorrentes separadas.Simultaneously, the cross-sectional area of the flow is momentarily decreased several times, while the direction of the separated solutions is shifted laterally through pile barriers. Pure organic extraction solution and aqueous solution are removed from the rear end of the sedimentation tank in several separate undercurrents.
Quando a solução orgânica e a solução de lavagem usadas para essa purificação são obrigadas a prosseguir a partir da extremidade de admissão do tanque de sedimentação na direção da extremidade traseira e quando as soluções são obrigadas a prosseguir numa direção vertical, além de uma direção horizontal, as soluções se tornam bem misturadas.When the organic solution and wash solution used for this purification are required to proceed from the inlet end of the sedimentation tank towards the rear end and when solutions are required to proceed in a vertical direction in addition to a horizontal direction, the solutions become well mixed.
Ao mesmo tempo em que a direção do fluxo se torna parcialmente vertical, a área de seção transversal do fluxo é momentaneamente reduzida, pelo que as pequenas gotas de água são obrigadas a se misturar com as gotas maiores e o efeito de lavagem da solução de lavagem é intensificado. A corrente da solução também se movimenta lateralmente quando a mesma se move através de fendas sobrepostas na barreira de estacas. 0 equipamento de sedimentação de acordo com a invenção consiste de um tanque de sedimentação essencialmente retangular, o qual compreende uma extremidade de admissão e uma extremidade traseira, dois lados e uma base. Pelo menos um tubo de alimentação, o qual é conectado a uma extremidade em conexão com a alimentação da solução orgânica, é disposto dentro da extremidade de admissão do tanque de sedimentação. O tubo de alimentação é dotado de diversos elementos de descarga separados, uniformemente espaçados ao longo da inteira largura do tanque, após o que diversas barreiras de estacas são localizadas quando visualizado na direção do fluxo. As barreiras de estacas são dispostas de modo a se inclinarem na direção da extremidade traseira do tanque e cada uma delas é feita de diversos elementos ranhurados que se estendem de um lado ao outro do tanque. A largura das ranhuras em cada elemento ranhurado e sua localização relativamente entre si na barreira de estacas é disposta de modo a alterar de ordem, para mudar a direção do fluxo, em situações obliquamente verticais e/ou laterais. A extremidade traseira do tanque é dotada de pelo menos um tubo de saida de solução orgânica, do qual uma extremidade é conectada à correspondente conexão de saida. 0 tubo de saida, por sua vez, é dotado de diversos elementos de sucção para remover a solução orgânica purificada, de modo uniforme, por toda a largura do tanque. Existe um poço na base da parte traseira do tanque para coletar a solução aquosa. 0 poço do tanque é dotado de pelo menos um tubo de saída de solução aquosa, o qual é novamente dotado de diversos elementos de sucção para remover a solução aquosa, de modo uniforme, por toda a largura do tanque.While the flow direction becomes partially vertical, the flow cross-sectional area is momentarily reduced, so small drops of water are required to mix with larger drops and the wash effect of the wash solution. is intensified. The solution stream also moves laterally as it moves through overlapping slots in the pile barrier. The sedimentation equipment according to the invention consists of an essentially rectangular sedimentation tank which comprises an inlet end and a rear end, two sides and a base. At least one feed tube, which is connected to one end in connection with the organic solution feed, is disposed within the inlet end of the sedimentation tank. The feed tube is provided with several separate discharge elements, evenly spaced over the entire width of the tank, after which several pile barriers are located when viewed in the direction of flow. The pile barriers are arranged to slope toward the rear end of the tank and each is made of several grooved elements extending across the tank. The width of the grooves in each grooved element and their relative location to each other in the pile barrier is arranged to change order to change the direction of flow in obliquely vertical and / or lateral situations. The rear end of the tank is provided with at least one organic solution outlet tube, one end of which is connected to the corresponding outlet connection. The outlet tube, in turn, is provided with various suction elements to remove the purified organic solution evenly over the entire width of the tank. There is a well at the base of the back of the tank to collect the aqueous solution. The tank well is provided with at least one aqueous solution outlet tube which is again provided with various suction elements to uniformly remove the aqueous solution over the entire width of the tank.
Com o equipamento de acordo com a invenção, as funções que normalmente têm requerido um equipamento separado pós-decantador e um equipamento de lavagem ou purificação, podem ser agora executadas em uma única unidade. Uma das características vantajosas do equipamento é seu funcionamento como um tanque de eqüalização do volume de solução orgânica para uma unidade de processo de extração. 0 tanque também funciona como um tanque de segurança, em que a solução orgânica pode ser armazenada em situações de emergência, tal como, quando existe o risco de incêndio ou durante mau funcionamento do processo. 0 método e equipamento da invenção são idealizados para aplicação principalmente em processos de extração que operam horizontalmente, de modo diferente das colunas.With the equipment according to the invention, functions that have normally required separate post-decanter equipment and washing or purifying equipment can now be performed in a single unit. One of the advantageous features of the equipment is its operation as an organic solution volume equalization tank for an extraction process unit. The tank also functions as a safety tank where the organic solution can be stored in emergency situations, such as when there is a risk of fire or during process malfunction. The method and equipment of the invention are ideally suited for application primarily in horizontally operating extraction processes, unlike columns.
As características essenciais da invenção se tornarão evidentes a partir da apresentação das reivindicações anexas.The essential features of the invention will become apparent from the presentation of the appended claims.
Resumo da Invenção 0 equipamento consiste de um tanque de sedimentação de base retangular, onde a solução orgânica é alimentada dentro da extremidade de admissão e a solução de lavagem é descarregada da outra extremidade. A altura do tanque é tal que a mesma permite um volume total durante a operação do processo e, assim, uma grande variação do tempo de residência, ao mesmo tempo em que funciona como um tanque de armazenamento para toda a solução orgânica do processo. 0 tempo de residência da solução de extração no tanque é de cerca de 15-30 minutos. A entrada da solução dentro do tanque de sedimentação ocorre a partir de pelo menos uma conexão de admissão dentro de pelo menos um tubo de alimentação, o "manifold secundário". O tanque de sedimentação é preferencialmente localizado na disposição, em um nivel mais baixo que os estágios de extração, de modo que a alimentação da solução ocorre vantajosamente por fluxo livre. 0 bombeamento nesse estágio é indesejável, pelo fato de provocar a infiltração de gotas de água na solução de extração de tamanho muito mais diminuído do que antes. O tubo de alimentação é dotado de diversos elementos de descarga, de modo que o fluxo de volume da solução que entra no tanque é dividido uniformemente em diversas subcorrentes. Isto evita fluxos laterais e fugas que poderíam perturbar a sedimentação livre das gotas. 0 elemento de descarga pode ser tanto um tubo fixado ao tubo de alimentação, como uma abertura no tubo de alimentação. Δ solução orgânica é alimentada abaixo da superfície de líquido, com direcionamento oblíquo descendente na extremidade de admissão para a camada aquosa na base, pelo que ocorre a coalescência da água e se forma uma superfície de contato da água, na qual as pequenas gotas de água a serem removidas podem se unir. Se necessário, a base do tanque na extremidade de admissão pode ser dotada de um poço. Pelo menos uma parte da solução aquosa para a purificação da solução orgânica é preferencialmente alimentada dentro da solução orgânica, antes da mesma ser enviada ao tanque de sedimentação.Summary of the Invention The apparatus consists of a rectangular base sedimentation tank, where the organic solution is fed into the inlet end and the wash solution is discharged from the other end. The height of the tank is such that it allows full volume during process operation and thus a large variation in residence time, while acting as a storage tank for the entire organic process solution. The residence time of the extraction solution in the tank is about 15-30 minutes. The solution enters the sedimentation tank from at least one inlet connection into at least one feed tube, the "secondary manifold". The sedimentation tank is preferably located in the arrangement at a lower level than the extraction stages, so that the solution feeds advantageously through free flow. Pumping at this stage is undesirable because it causes water droplets to seep into the much smaller sized extraction solution than before. The feed tube is provided with various discharge elements, so that the volume flow of the solution entering the tank is evenly divided into several undercurrents. This avoids lateral flows and leaks that could disturb the free sedimentation of the droplets. The discharge element may be either a pipe attached to the feed pipe or an opening in the feed pipe. Δ organic solution is fed below the liquid surface, with downward slanting direction at the inlet end to the aqueous layer at the base, whereby water coalescence occurs and a water contact surface forms on which the small drops of water to be removed can come together. If necessary, the tank base at the intake end may be provided with a well. At least a portion of the aqueous solution for purifying the organic solution is preferably fed into the organic solution before it is sent to the sedimentation tank.
Para que a solução de extração e a solução de purificação sejam dispersas entre si, a velocidade de fluxo da subcorrente da solução de extração é de 0,7-1,5 m/s, preferencialmente, de 0,0-1,2 m/s. Os tubos de alimentação são colocados de maneira ascendente a partir da base do tanque, de modo que existe um afastamento abaixo dos mesmos entre 1/20 e 1/10 da profundidade do tanque. O fluxo direcionado descendentemente circula primeiro na direção da extremidade de admissão, voltando dai na direção da parte traseira do tanque. A primeira barreira de estacas de uniformização de fluxo se encontra localizada ao longo do tanque, após o tubo de alimentação, consistindo de elementos ranhurados verticais que se sobrepõem entre si. Nos primeiros dois elementos ranhurados da primeira barreira de estacas, a zona ranhurada é somente uma parte dos elementos, além disso, ainda sólida. 0 terceiro elemento consiste de uma zona ranhurada de altura total. A barreira uniformiza as correntes de solução nas direções vertical e horizontal, de modo que o fluxo de solução começa a avançar o mais uniforme possível, na forma aproximada de um fluxo tampão. A função da primeira barreira de estacas é de uniformizar as correntes de solução nas direções vertical e horizontal, de modo que o fluxo da solução começa a prosseguir uniformemente na direção da parte traseira do tanque. Além disso, sua função é de promover a separação de pequenas gotas de água ou da infiltração de água proveniente da solução orgânica. Uma finalidade é também melhorar o contato entre a solução de extração e a solução aquosa que irá purificá-la. Portanto, essa barreira de estacas pode ser também chamada de barreira de contato.For the extraction solution and purification solution to be dispersed to each other, the flow rate of the extraction solution undercurrent is 0.7-1.5 m / s, preferably 0.0-1.2 m /s. The feed pipes are placed upwards from the base of the tank so that there is a spacing below them between 1/20 and 1/10 of the depth of the tank. Downward directed flow first flows toward the intake end, then back toward the rear of the tank. The first barrier of flow uniformity piles is located along the tank after the feed tube, consisting of overlapping vertical grooved elements. In the first two grooved elements of the first pile barrier, the grooved zone is only a part of the elements, furthermore still solid. The third element consists of a full height slotted zone. The barrier equalizes the solution streams in the vertical and horizontal directions so that the solution stream begins to advance as evenly as possible in the approximate form of a buffer stream. The function of the first pile barrier is to even out the solution streams in the vertical and horizontal directions so that the solution flow begins to proceed uniformly towards the rear of the tank. In addition, its function is to promote the separation of small drops of water or infiltration of water from the organic solution. One purpose is also to improve the contact between the extraction solution and the aqueous solution that will purify it. Therefore, this pile barrier can also be called the contact barrier.
Além da barreira de contato eqüalizadora de fluxo da solução, preferencialmente, 3-5 adicionais barreiras de estacas são colocadas a jusante, apresentando a função de acalmar e direcionar a corrente de fluxo e também de atuar como superfícies de impacto, onde gotas de água podem se misturar com gotas maiores, na medida em que se movimentam através das ranhuras nas barreiras. Os elementos ranhurados nas barreiras de estacas são principalmente do mesmo tipo que o terceiro elemento da primeira barreira de estacas, ou, pelo menos, como o primeiro, terceiro e, depois, cada elemento subseqüente da barreira. Todas as barreiras são inclinadas a jusante, de modo que elas direcionam as correntes da solução, fazendo com que a água na base do tanque se eleve ao longo da barreira inclinada, para intensificar o efeito de purificação. Além disso, existe uma área livre na parte traseira do tanque, onde não se colocam barreiras ou outros dispositivos similares, a fim de se obter, tanto quanto possível, um fluxo padrão calmo e não-turbulento, possibilitando, dessa forma, as últimas gotas decantarem antes do ponto de descarga da solução.In addition to the solution's flow equalizing contact barrier, preferably 3-5 additional pile barriers are placed downstream, providing the function of calming and directing the flow current and also acting as impact surfaces where water droplets may fall. mix with larger droplets as they move through the grooves in the barriers. The grooved elements in the pile barriers are mainly of the same type as the third element of the first pile barrier, or at least as the first, third and then each subsequent barrier element. All barriers are sloped downstream so that they direct the solution currents, causing water at the base of the tank to rise along the sloping barrier to intensify the purifying effect. In addition, there is a free area at the rear of the tank where no barriers or similar devices are placed in order to obtain as smooth as possible a calm and non-turbulent standard flow, thus enabling the last drops decant before the solution discharge point.
As barreiras de estacas consistem de elementos ranhurados estreitos e verticais, feitos de placas muito delgadas colocadas verticalmente, as quais serão descritas em maiores detalhes posteriormente. Em uma barreira, são colocados consecutivamente de 3-6 elementos, de modo que as ranhuras se sobreponham na direção do fluxo e a solução também tenha de fluir lateralmente, para contatar o máximo possível a superfície do elemento.Piling barriers consist of narrow, vertical grooved elements made of very thin vertically placed plates, which will be described in more detail later. In a barrier, 3-6 elements are placed consecutively so that the grooves overlap in the flow direction and the solution must also flow laterally to contact the surface of the element as much as possible.
Numa modalidade da presente invenção, o segundo elemento das barreiras de estacas seguinte à barreira de contato, difere dos outros por der compacto, se estendendo a partir da base do tanque para cima, por uma distância de 22-10% da altura do tanque. Dessa maneira, a parte sólida do elemento da barreira de estacas mais próxima da barreira de contato é maior que nas barreiras posteriores afastadas na direção do fluxo. As ranhuras na zona ranhurada do segundo elemento são também de 30-10% mais largas que dos outros elementos ranhurados na mesma barreira de estacas, de modo que as ranhuras mais largas se encontram nos elementos de barreira de estacas seguintes à barreira de contato. A inclinação das barreiras de estacas junto com o efeito de represamento do segundo elemento de barreira, por sua vez, também melhora o contato entre a solução de extração e solução de purificação. A solução de purificação tem de se elevar ao longo da seção inferior do segundo elemento na zona ranhurada, na qual o fluxo que ocorre através das ranhuras ainda dispersa a solução de purificação na solução de extração. A parte de água infiltrada arrastada na solução orgânica é obrigada a se chocar continuamente com a solução de purificação e se separar na mesma. O efeito químico da solução de extração continua simultaneamente.In one embodiment of the present invention, the second element of the pile barriers following the contact barrier differs from the others by being compact, extending from the bottom of the tank upward by a distance of 22-10% of the tank height. In this way, the solid part of the pile barrier element closest to the contact barrier is larger than in the rear barriers spaced in the direction of flow. The grooves in the grooved zone of the second member are also 30-10% wider than the other grooved elements in the same pile barrier, so that the widest grooves are in the pile barrier elements following the contact barrier. The slope of the pile barriers together with the damping effect of the second barrier element, in turn, also improves the contact between the extraction solution and purification solution. The purification solution must rise along the lower section of the second element in the grooved zone, in which the flow that occurs through the grooves still disperses the purification solution into the extraction solution. The portion of infiltrated water entrained in the organic solution is forced to continually collide with the purification solution and separate into it. The chemical effect of the extraction solution continues simultaneously.
Numa modalidade da presente invenção, se dispõe um elemento de chicana colocado perpendicularmente de forma ascendente entre as barreiras de estacas, em que a altura do elemento a partir da base na direção ascendente é de 25- 6% da altura total do tanque. 0 elemento de chicana é de maior altura quanto mais próximo for da barreira de contato. Dependendo da localização do elemento de chicana, o mesmo pode ser compacto na seção inferior e apresentar uma zona ranhurada na seção de topo do elemento de chicana ao longo da sua altura. 0 efeito combinado da barreira de contato e do elemento de chicana faz com que toda a corrente de solução orgânica seja forçada a circular através das ranhuras estreitas da barreira de contato ou do elemento de chicana no mesmo estágio, o que intensifica o efeito de purificação da solução.In one embodiment of the present invention, a baffle element is arranged perpendicularly upwardly between the pile barriers, wherein the height of the element from the base in the upward direction is 25-6% of the total tank height. The baffle element is higher the closer it is to the contact barrier. Depending on the location of the baffle element, it may be compact in the lower section and have a grooved zone in the top section of the baffle element along its height. The combined effect of the contact barrier and baffle element causes the entire organic solution stream to be forced to flow through the narrow slots of the contact barrier or baffle element at the same stage, which enhances the purification effect of the baffle. solution.
Numa modalidade da invenção, a seção de represamento do segundo elemento da barreira de estacas é formada de modo a que seja sempre maior que o efeito de represamento do elemento de chicana antes da barreira de estacas em consideração. A função do elemento de chicana, como aquela do segundo elemento da barreira de estacas, é de represar a solução aquosa (solução de purificação) que circula na base da cuba do tipo LO, de modo que as soluções orgânica e aquosa entram em contato entre si. Isto possibilita a limpeza mecânica da solução orgânica das gotas de água residuais e também a limpeza química, em função do ácido contido na solução de purificação.In one embodiment of the invention, the securing section of the second pile barrier element is formed such that it is always greater than the bucking effect of the baffle element prior to the pile barrier under consideration. The function of the baffle element, like that of the second pile barrier element, is to dam the aqueous solution (purification solution) that circulates at the base of the LO-type vat, so that the organic and aqueous solutions come into contact with each other. Yes. This enables mechanical cleaning of the organic solution from the residual water droplets as well as chemical cleaning as a function of the acid contained in the purification solution.
Numa modalidade da invenção, são colocados elementos de estrutura de malha na passagem formada entre os elementos de barreira de estacas. O elemento de estrutura de malha preferencialmente se estende a partir de um lado ao outro do tanque de LO, como as barreiras de estacas. É preferível construir o elemento de estrutura de malha de diversos módulos, os quais são substituíveis. 0 tamanho de malha do elemento de estrutura de malha é preferencialmente na faixa de 5-10 mm. O elemento de estrutura de malha intensifica ainda mais a formação de gotas de água maiores, que se decantam na base do tanque tipo LO. O equipamento de sedimentação apresenta um poço na extremidade de descarga da solução, no qual uma camada de água separada da solução orgânica se movimenta contra seus materiais acumulados na borda inferior. A solução aquosa é parcialmente enviada de volta para a extremidade frontal do tanque, onde a mesma é alimentada novamente como gotas na solução de chegada. A solução aquosa ou solução de purificação é alimentada dentro da passagem entre os elementos da barreira de contato, preferencialmente, dentro da passagem entre os primeiro e segundo elementos. Uma segunda fração de água pode ser alimentada, se necessário, mesmo antes disto, dentro da tubulação da solução de purificação através de adequados bocais ou livremente de cima da superfície. Em seguida, a solução aquosa rica em impurezas é removida do processo, por exemplo, mediante direcionamento para a solução de extração (solução aquosa), de modo que o metal ou substância valiosa possam ser recuperados. A remoção de pequenas gotas de água, portanto, se fundamenta nesse método, em função de diversos fatores.In one embodiment of the invention, mesh structure elements are placed in the passage formed between the pile barrier elements. The mesh structure element preferably extends from side to side of the LO tank, such as pile barriers. It is preferable to construct the mesh structure element of several modules, which are replaceable. The mesh size of the mesh structure element is preferably in the range of 5-10 mm. The mesh structure element further intensifies the formation of larger water droplets, which settle at the base of the LO type tank. The sedimentation equipment has a well at the discharge end of the solution, in which a layer of water separated from the organic solution moves against its accumulated materials at the bottom edge. The aqueous solution is partially sent back to the front end of the tank, where it is fed back as drops into the incoming solution. The aqueous solution or purification solution is fed into the passageway between the contact barrier elements, preferably into the passageway between the first and second elements. A second fraction of water may be fed, if necessary, even before this into the purification solution tubing through suitable nozzles or freely from above the surface. Then the impurities-rich aqueous solution is removed from the process, for example by directing it to the extraction solution (aqueous solution) so that the valuable metal or substance can be recovered. The removal of small drops of water, therefore, is based on this method, due to several factors.
Antes do tanque de sedimentação, a corrente de água a ser alimentada dentro da tubulação é dispersa na solução orgânica na forma de gotas de um tamanho consideravelmente maior que as gotas a serem removidas. Essas gotas juntas formam uma área superficial sobre a qual algumas das pequenas gotas podem coalescer. Quando a corrente tiver prosseguido para a extremidade de admissão do tanque de sedimentação mediante direcionamento da solução orgânica, a camada aquosa na base é obrigada a se dispersar novamente dentro de gotas, as quais circulam com o fluxo, sedimentando na direção da base, enquanto se aprisionam outras gotas de água. As gotas de água que se movimentam na solução a ser purificada também colidem com as barreiras de estacas e quaisquer elementos de estrutura de malha que possam estar entre os elementos, formando um filme continuo de água na superfície; uma superfície hidrofílica, a qual proporciona às gotas de água uma conveniente base adesiva.Prior to the sedimentation tank, the stream of water to be fed into the pipeline is dispersed into the organic solution in the form of droplets of considerably larger size than the droplets to be removed. These drops together form a surface area over which some of the small drops can coalesce. When the stream has proceeded to the inlet end of the sedimentation tank by directing the organic solution, the aqueous layer at the base is forced to disperse again into droplets, which circulate with the flow, settling towards the base, as it flows. trap other drops of water. Water droplets moving in the solution to be purified also collide with the pile barriers and any mesh structure elements that may be between the elements, forming a continuous water film on the surface; a hydrophilic surface which provides water droplets with a convenient adhesive base.
Os processos de extração são usados em condições onde produtos químicos de extração funcionam o mais seletivamente possível, de modo que o metal ou substância valiosa desejados possam ser recuperados numa forma suficientemente pura. Na maioria das vezes, entretanto, diversas substâncias impuras se ligam quimicamente ao agente de extração, além da substância desejada, em quantidades tão grandes, que têm de ser usados métodos de purificação para evitar que as impurezas de prossigam para o produto final. Desse modo, soluções de purificação à base do efeito de troca de íons, por exemplo, valor de pH ou aquelas contendo uma substância de purificação, podem ser usadas, a fim de deslocar as impurezas dos produtos quimicos de extração.Extraction processes are used under conditions where extraction chemicals function as selectively as possible so that the desired valuable metal or substance can be recovered in a sufficiently pure form. Most of the time, however, a number of impure substances bind chemically to the extractant in addition to the desired substance in such large quantities that purification methods must be used to prevent impurities from proceeding to the final product. Thus, purification solutions based on the ion exchange effect, eg pH value or those containing a purifying substance, can be used in order to displace the impurities of the extraction chemicals.
No equipamento de acordo com a invenção, a lavagem química acima mencionada pode ser executada em combinação com a remoção física de pequenas gotas de água. A solução aquosa contendo metais ou substâncias valiosas a serem limpas, por exemplo, de algum local do processo, é adicionada à água para a coleta de gotas de água, de modo que o metal ou substância valiosa é transferido na troca de íons que ocorre durante o tratamento, para substituir as impurezas. Alternativamente, o agente de extração complexo contendo impurezas se torna instável no pH da água de lavagem, liberando as impurezas dentro da solução de purificação. 0 método pode também ser usado para administrar o balanço de liquido do processo e para obter os metais ou substâncias valiosas a partir das águas do processo que voltam para circulação. A quantidade de solução aquosa que circula no tanque de sedimentação é bastante pequena em relação à quantidade de solução de extração, de modo que o tanque não pode ser comparado com a seção de sedimentação na etapa de extração. A quantidade de solução aquosa é em torno de 1/6-1/10 da quantidade de solução orgânica quando a solução de purificação é alimentada dentro do tanque e, até mesmo inferior, se a finalidade for de separar apenas as gotas de água na solução orgânica. Esse equipamento não inclui uma seção de mistura, que é tipica de etapas de extração. A solução de extração purificada é removida do equipamento mediante sucção com uma bomba através de pelo menos um tubo de saída, o qual é do mesmo tipo que o tubo de admissão. A solução é assim sugada uniformemente por toda a largura do tanque, através de elementos de sucção conectados ao tubo de saída em diversas subcorrentes separadas, o que garante que o fluxo permanece não- turbulento na parte traseira do tanque. 0 elemento de sucção pode ser um tubo conectado ao tubo de saída ou uma abertura no tubo de saída. Os elementos de sucção são preferencialmente inclinados ascendentemente na direção da parte traseira do tanque, de modo que a direção de sucção se inclina descendentemente a partir da superfície da solução, porém, não obstante, abaixo da superfície. Do mesmo modo, a solução aquosa (solução de lavagem ou purificação) que foi separada da base do tanque é removida através de pelo menos um tubo de saída e de elementos de sucção de água conectados ao mesmo, em diversas subcorrentes separadas. O elemento de sucção pode ser um tubo conectado ao tubo de saída de água ou a uma abertura no tubo de saída. Os elementos de sucção de água são preferencialmente inclinados na direção da base, isto é, as correntes de sucção de água ocorrem obliquamente da base para cima. A purificação química da solução orgânica usada em processos de extração líquido-líquido em um tanque tampão para eqüalizar o circuito da solução não se restringe a um processo de extração de metal de um certo tipo. 0 método e equipamento descritos acima são, entretanto, altamente adequados, por exemplo, quando a substância valiosa a ser recuperada é cobre. 0 mesmo tipo de lavagem ácida é também adequado na maioria dos casos de purificação de solução de extração contendo metal. Em processos à base de sulfato, o ácido oxidante usado é o ácido sulfúrico como um dos componentes da solução de purificação e o outro componente é geralmente o metal que está sendo extraído no processo de extração. Quando ocorre a recuperação final do metal em questão mediante o princípio de eletroextração, o eletrólito da eletrólise pode ser usado para produzir a solução de purificação do processo de extração. Quando, por exemplo, o metal a ser extraído é o cobre, o eletrólito contém de 30-60 g/1 de Cu e 150-200 g/1 de ácido sulfúrico. O eletrólito é adicionado à água pura, de modo que o teor de H2SO4 da solução de purificação a ser alimentada ao dispositivo de sedimentação se dispõe na faixa de 20-50 g/1. 0 equipamento de sedimentação de acordo com a presente invenção, isto é, um tanque de purificação de solução de extração com acessórios, o qual por razões de simplicidade é referido daqui em diante pela abreviação de tanque de LO (Tanque de Purificação de Solução Orgânica) é preferencialmente utilizado em processos de extração onde as correntes de solução são de grande volume. Os agentes de extração usados na recuperação de cobre extraem uma quantidade muito pequena de outros metais além do cobre, de modo que se obtém uma solução de extração quase que suficientemente pura com relação ao teor de cobre. A remoção meticulosa das gotas de água residual combinada com uma certa purificação química, normalmente eleva a pureza dos agentes de extração usados de forma suficiente no processo seguinte, isto é, na eletrólise, onde nem sempre um estágio de purificação separado é necessário.In the apparatus according to the invention, the aforementioned chemical washing may be performed in combination with the physical removal of small drops of water. The aqueous solution containing valuable metals or substances to be cleaned, for example, from somewhere in the process, is added to the water to collect water droplets, so that the valuable metal or substance is transferred in the ion exchange that occurs during the treatment, to replace the impurities. Alternatively, the complex extractant containing impurities becomes unstable at the pH of the wash water, releasing the impurities within the purification solution. The method may also be used to manage the process liquid balance and to obtain valuable metals or substances from the process water returning to circulation. The amount of aqueous solution circulating in the sedimentation tank is quite small relative to the amount of extraction solution, so the tank cannot be compared with the sedimentation section in the extraction step. The amount of aqueous solution is around 1 / 6-1 / 10 of the amount of organic solution when the purification solution is fed into the tank and even lower if the purpose is to separate only the water droplets into the solution. Organic. This equipment does not include a mixing section, which is typical of extraction steps. The purified extraction solution is removed from the equipment by suction with a pump through at least one outlet tube, which is the same type as the inlet tube. The solution is thus sucked evenly across the width of the tank through suction elements connected to the outlet tube in several separate undercurrents, which ensures that the flow remains non-turbulent at the rear of the tank. The suction element may be a pipe connected to the outlet pipe or an opening in the outlet pipe. The suction elements are preferably inclined upwardly towards the rear of the tank, so that the suction direction inclines downwardly from the surface of the solution, but nevertheless below the surface. Similarly, the aqueous solution (wash or purification solution) that has been separated from the tank base is removed through at least one outlet tube and water suction elements connected thereto in several separate undercurrents. The suction element may be a pipe connected to the water outlet pipe or an opening in the outlet pipe. The water suction elements are preferably inclined towards the base, that is, the water suction streams occur obliquely from the base upwards. The chemical purification of the organic solution used in liquid-liquid extraction processes in a buffer tank to equalize the solution circuit is not restricted to a metal extraction process of a certain type. The method and equipment described above are, however, highly suitable, for example, when the valuable substance to be recovered is copper. The same type of acid wash is also suitable in most cases for purifying metal containing extraction solution. In sulfate based processes, the oxidizing acid used is sulfuric acid as one component of the purification solution and the other component is usually the metal being extracted in the extraction process. When the final recovery of the metal in question occurs through the principle of electroextraction, the electrolysis electrolyte can be used to produce the extraction process purification solution. When, for example, the metal to be extracted is copper, the electrolyte contains 30-60 g / l Cu and 150-200 g / l sulfuric acid. The electrolyte is added to the pure water so that the H2SO4 content of the purification solution to be fed to the settling device is in the range of 20-50 g / 1. The sedimentation equipment according to the present invention, that is, an extraction extraction solution purification tank with accessories, which for the sake of simplicity is hereinafter referred to as the LO (Organic Solution Purification Tank) tank. It is preferably used in extraction processes where solution streams are of high volume. Extractors used for copper recovery extract a very small amount of metals other than copper, so that an extraction solution is obtained that is almost sufficiently pure with respect to the copper content. The meticulous removal of the residual water droplets combined with some chemical purification usually elevates the purity of the extraction agents sufficiently used in the next process, that is, in electrolysis, where not always a separate purification stage is required.
Entretanto, se a solução de extração contiver uma quantidade maior de substâncias danosas, a mesma deve ser tratada posteriormente numa etapa de purificação separada, do tipo que inclui as fases de mistura e sedimentação. No procedimento de extração do cobre, essas substâncias danosas são ferro, molibdênio e manganês. Quando a quantidade de impurezas é tal que numa configuração original uma etapa de purificação não é -suficiente, é então vantajoso se utilizar o dispositivo de sedimentação de acordo com a presente invenção, além de uma única etapa de purificação, a fim de se obter uma suficiente pureza na solução de extração. Dessa maneira, o uso de diversas etapas de purificação pode ser evitado. Em algumas situações, uma suficiente purificação somente pode ser obtida com o uso de uma grande quantidade de solução de purificação, o que consome água e aumenta a circulação de metal através da etapa de purificação. Por exemplo, diversas instalações de extração de cobre demasiadamente grandes são localizadas em regiões desérticas, onde a água purificada é por si só um fator de custo significativo.However, if the extraction solution contains a greater amount of harmful substances, it should be further treated later in a separate purification step, such as the mixing and settling phases. In the copper extraction procedure, these harmful substances are iron, molybdenum and manganese. When the amount of impurities is such that in an original configuration a purification step is not sufficient, then it is advantageous to use the settling device according to the present invention in addition to a single purification step in order to obtain a sufficient purity in the extraction solution. In this way, the use of several purification steps can be avoided. In some situations, sufficient purification can only be achieved by using a large amount of purification solution, which consumes water and increases metal circulation through the purification step. For example, many overly large copper extraction facilities are located in desert regions, where purified water is a significant cost factor in itself.
Além disso, os custos se elevam quando da circulação de cobre, quando a água de lavagem usada é direcionada de volta para o estágio de extração ou para a etapa de lixiviação que precedente. Nesses tipos de situação, o uso de um tanque de LO melhora a economia do processo.In addition, the costs rise when circulating copper, when the used wash water is directed back to the extraction stage or the previous leaching step. In these types of situations, using an LO tank improves the process economy.
Descrição dos Desenhos 0 equipamento da invenção será ainda descrito por meio dos desenhos anexos, em que: - a figura 1 mostra uma disposição de uma instalação de extração de acordo com a invenção, vista de cima; a figura 2 mostra um tanque de LO de acordo com a invenção, visto como uma seção transversal longitudinal; - a figura 3 representa um tanque de LO de acordo com a figura 2, visto de cima; e - a figura 4 mostra outra modalidade do tanque de LO vista como uma seção transversal longitudinal.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The equipment of the invention will be further described by means of the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows an arrangement of an extraction plant according to the invention, seen from above; Figure 2 shows an LO tank according to the invention, viewed as a longitudinal cross section; Fig. 3 is an LO tank according to Fig. 2 seen from above; and Figure 4 shows another embodiment of the LO tank viewed as a longitudinal cross section.
Descrição Detalhada da Invenção A figura 1 mostra como o tanque de LO (1) , isto é, o tanque de sedimentação e purificação de solução orgânica, é conectado ao restante do processo de extração. 0 processo de extração conforme os desenhos, consiste das etapas de extração (El), (E2) e (E3) , um tanque de LO, um estágio de purificação (W) e um estágio de separação (S) .Detailed Description of the Invention Figure 1 shows how the LO (1) tank, that is, the sedimentation and organic solution purification tank, is connected to the rest of the extraction process. The extraction process according to the drawings consists of the extraction steps (E1), (E2) and (E3), an LO tank, a purification stage (W) and a separation stage (S).
Cada etapa de extração, purificação e separação inclui um ou mais misturadores (2) e um dispositivo de sedimentação (3) e as necessárias bombas e tubulações. Conforme mostram os desenhos, não existe nenhuma seção misturadora no tanque de LO, ao invés disso, a solução orgânica contendo uma substância valiosa é trazida e alimentada dentro do tanque usando um certo número de unidades de admissão (4) e unidades de saída (5) que sejam suficientes para a quantidade de alimentação. Conforme indicado acima, o presente estágio de purificação pode ser omitido se a quantidade de impurezas na solução orgânica for pequena.Each extraction, purification and separation step includes one or more mixers (2) and a settling device (3) and the necessary pumps and pipes. As shown in the drawings, there is no mixing section in the LO tank, instead the organic solution containing a valuable substance is brought and fed into the tank using a number of intake units (4) and outlet units (5 ) that are sufficient for the amount of feed. As indicated above, the present purification stage may be omitted if the amount of impurities in the organic solution is small.
A figura 2 mostra uma modalidade do tanque de LO (1) da invenção em maiores detalhes. A extremidade de admissão (6) e extremidade traseira (7), base (8) e borda superior (9) do tanque são mostrados. Na base do tanque (1) existe um adicional poço (10) na extremidade traseira para a camada aquosa separada. A profundidade do poço na parte traseira é em torno de 1/6-1/3 da profundidade do restante do tanque. A solução orgânica é alimentada em um ou mais tubos de alimentação (11), situados na extremidade de admissão do tanque, através de unidade(s) de admissão (4), cujo número depende da quantidade de solução orgânica. No desenho, existem dois tubos de alimentação. Cada tubo de alimentação é dotado de diversos elementos de descarga, que, no presente caso, são tubos de descarga (12) . Os tubos de descarga são preferencialmente direcionados obliquamente de forma descendente. O tanque é dotado de pelo menos duas barreiras de estacas, das quais, a primeira, a barreira de contato (13), difere um pouco da estrutura das outras barreiras de estacas (14). Todas as barreiras de estacas são preferencialmente inclinadas na direção da parte traseira do tanque. O ângulo preferido de inclinação é de cerca de 45-70° em relação à horizontal. A solução orgânica purificada na parte traseira (7) do tanque é recuperada através de um ou mais tubos de saida (15) de solução orgânica, os quais, por sua vez, são conectados a correspondentes unidades de saida. A solução orgânica purificada é sugada uniformemente ao longo de toda a seção transversal dos tubos de saída por meio de tubos de sucção (16). Os tubos de saída e seus tubos de sucção são dispostos do mesmo modo que dos tubos de admissão e tubos de descarga, isto é, uma certa quantidade da solução a ser removida é sugada através de cada tubo de salda. Os tubos de saída são localizados no mesmo ponto do poço (10) na base do tanque, mas interiormente à solução orgânica. Os tubos de sucção (16) são preferencialmente direcionados obliquamente de forma ascendente na direção da extremidade traseira (7). Na descrição da invenção, são usados os termos tubos de descarga e tubos de sucção, mas, em princípio, estes podem ser também aberturas nos tubos de admissão e de saída.Figure 2 shows an embodiment of the LO (1) tank of the invention in more detail. The inlet end (6) and rear end (7), base (8) and upper edge (9) of the tank are shown. At the base of the tank (1) there is an additional well (10) at the rear end for the separate aqueous layer. The depth of the well at the rear is about 1 / 6-1 / 3 of the depth of the rest of the tank. The organic solution is fed into one or more feed tubes (11) at the inlet end of the tank via inlet unit (s) (4), the number of which depends on the amount of organic solution. In the drawing, there are two feed tubes. Each feed tube is provided with several discharge elements, which in the present case are discharge tubes (12). The discharge tubes are preferably directed obliquely downwardly. The tank is provided with at least two piling barriers, of which the first, the contact barrier (13), differs slightly from the structure of the other piling barriers (14). All pile barriers are preferably inclined towards the rear of the tank. The preferred angle of inclination is about 45-70 ° from the horizontal. The purified organic solution at the rear (7) of the tank is recovered through one or more organic solution outlet tubes (15), which in turn are connected to corresponding outlet units. The purified organic solution is uniformly sucked throughout the cross-section of the outlet tubes by means of suction tubes (16). The outlet tubes and their suction tubes are arranged in the same manner as inlet tubes and discharge tubes, that is, a certain amount of the solution to be removed is sucked through each outlet tube. The outlet pipes are located at the same point as the well (10) at the base of the tank, but inside the organic solution. The suction tubes (16) are preferably slanted upwardly toward the rear end (7). In the description of the invention, the terms discharge pipes and suction pipes are used, but in principle they may also be openings in the inlet and outlet pipes.
Em uma aplicação da invenção, uma estrutura protetora (17) vista no desenho é disposta no topo dos tubos de saída, consistindo de uma placa essencialmente horizontal (18) na parte superior dos tubos de saída e uma placa vertical (19) fixada na sua borda frontal. A placa vertical se localiza na frente do primeiro tubo de saída, na direção do fluxo e se estende por cerca da metade do tubo. A placa vertical pode ser perpendicular à placa horizontal (18), como no desenho, ou a junção pode ser perfilada como uma curva. As placas posicionadas horizontalmente se estendem um pouco mais próximo da extremidade traseira do que do tubo de saída mais traseiro. A estrutura protetora disposta na parte superior dos tubos de saída garante que apenas a solução orgânica purificada circulante na seção superior que circulou próximo à parte traseira do tanque de LO é sugada para fora do tanque e para dentro do estágio seguinte. A solução aquosa que se acumulou no poço (10) é também removida através de um ou mais tubos de saída de solução aquosa (23) e correspondentes unidades de saída aquosas e direcionada para um ou mais pontos no processo, conforme explicado acima. 0 número do tanque de conexões de admissão e de sarda do tanque de LO é determinado de acordo com a quantidade de solução alimentada dentro do tanque. A figura 3 mostra o tanque de LO visto de cima, onde os lados (21) e (22) são também vistos. A solução de extração é alimentada dentro da extremidade de admissão do tanque, nesse caso, através de duas unidades (4) no lado (21) e removida através de duas unidades de sarda (5) na extremidade traseira. Cada unidade de admissão (4), por sua vez, é conectada a um tubo de alimentação ou "manifold secundário" (11) , a fim de distribuir a solução orgânica de chegada uniformemente sobre a inteira largura do tanque. Se existirem diversos tubos de alimentação, os tubos de descarga de cada tubo de alimentação alimentam a solução orgânica dentro de suas próprias subseções. O número de subseções é igual ao número de tubos de alimentação. Quando o tanque de LO é suficientemente largo, é garantida uma alimentação uniforme ao longo de toda a largura do tanque sem maiores variações de pressão, mediante uso de diversos tubos de alimentação e tubos de descarga situados em suas próprias subseções. De acordo com a figura 3, o primeiro tubo de descarga se estende apenas na metade do percurso ao longo da largura do tanque de LO e seus tubos de descarga alimentam a solução para cerca da metade da largura do tanque. 0 segundo tubo de alimentação se estende até o lado oposto (22) do tanque, mas os tubos de descarga de solução orgânica (12) são localizados somente sobre o lado do tanque onde o primeiro tubo de descarga não alcança. 0 tubo ou tubos de alimentação são preferencialmente localizados de modo a não tocarem exatamente a extremidade de admissão (6) do tanque de LO, chegando apenas um pouco perto da mesma. Os tubos de descarga (12) são correspondentemente e preferencialmente direcionados obliquamente, de forma descendente, para a extremidade de admissão. Como resultado, se forma um fluxo de circulação de solução em torno do tubo de alimentação. 0 comprimento do tubo de descarga é, preferencialmente, pelo menos de duas vezes o diâmetro do tubo, de modo que os jatos de descarga podem ser angulados obliquamente e descendentemente na direção da camada aquosa que se forma no fundo.In one application of the invention, a protective structure (17) seen in the drawing is arranged at the top of the outlet pipes, consisting of an essentially horizontal plate (18) at the top of the outlet pipes and a vertical plate (19) attached to it. front edge. The vertical plate is located in front of the first outlet tube in the direction of flow and extends about half of the tube. The vertical plate may be perpendicular to the horizontal plate 18 as in the drawing, or the joint may be profiled as a curve. The horizontally positioned plates extend slightly closer to the rear end than the rearmost outlet tube. The protective structure disposed at the top of the outlet tubes ensures that only the purified purified organic solution circulating in the upper section that circulated near the back of the LO tank is sucked out of the tank and into the next stage. The aqueous solution that has accumulated in the well (10) is also removed through one or more aqueous solution outlet tubes (23) and corresponding aqueous outlet units and directed to one or more process points as explained above. The tank number of the LO tank inlet and mackerel connections is determined according to the amount of solution fed into the tank. Figure 3 shows the LO tank seen from above, where sides 21 and 22 are also seen. The extraction solution is fed into the inlet end of the tank, in this case through two units (4) on the side (21) and removed through two freckle units (5) at the rear end. Each inlet unit (4), in turn, is connected to a feed tube or secondary manifold (11) in order to distribute the incoming organic solution evenly over the entire width of the tank. If there are multiple feeder tubes, the discharge tubes from each feeder tube feed the organic solution into its own subsections. The number of subsections is equal to the number of feed tubes. When the LO tank is large enough, a uniform feed over the entire width of the tank is ensured without further pressure variations through the use of various feed pipes and discharge pipes located in their own subsections. According to Figure 3, the first discharge pipe extends only halfway along the width of the LO tank and its discharge pipes feed the solution to about half the width of the tank. The second feed tube extends to the opposite side (22) of the tank, but the organic solution discharge tubes (12) are located only on the side of the tank where the first discharge tube does not reach. The feed tube or tubes are preferably located so that they do not exactly touch the inlet end (6) of the LO tank, but only come close to it. The discharge pipes 12 are correspondingly and preferably directed obliquely downwardly to the inlet end. As a result, a solution flow flows around the feed tube. The length of the discharge tube is preferably at least twice the diameter of the tube, so that the discharge jets may be angled obliquely and downwardly towards the bottom-forming aqueous layer.
De forma correspondente, a solução orgânica purificada na extremidade traseira do tanque (7) é sugada uniformemente através de toda a seção transversal por meio de um ou dois tubos de saida (15), que são dotados de tubos de sucção (16). Por razões de maior clareza, a estrutura protetora (17) foi omitida no desenho. Os tubos de saida e seus tubos de sucção são dispostos da mesma maneira que os tubos de admissão e tubos de descarga, isto é, como muitas das partes da solução a serem removidas são sugadas através de cada tubo de saida, conforme requerido pelo número de tubos de saida. A solução aquosa que se acumulou no poço (10) é removida exatamente da mesma maneira através de um ou mais tubos de saida de solução aquosa (23), os quais são também dotados de seus próprios tubos de sucção (24) . Os tubos de sucção de solução aquosa são preferencialmente direcionados obliquamente e descendentemente. Os tubos de sucção podem também ser direcionados para a seção traseira do tanque. Os tubos de saida de solução aquosa e seus tubos de sucção são também dispostos da mesma maneira que os tubos de alimentação e tubos de descarga, isto é, uma certa quantidade da solução a ser removida é sugada através de cada tubo de saida. É vantajoso se remover mais solução através da linha de sucção aquosa do que da quantidade que é separada ou alimentada à solução de extração, uma vez que, desse modo, a pureza da solução orgânica é garantida ao se considerar o arraste aquoso. Portanto, alguma solução orgânica do fundo da camada orgânica é também sugada junto com a solução aquosa. A quantidade de solução orgânica sugada com a solução aquosa é de no máximo cerca da metade da quantidade de solução aquosa sugada. Alguma porção da solução aquosa, que consiste principalmente de solução de purificação usada para purificar a solução orgânica, é preferencialmente para ser recirculada dentro da solução orgânica alimentada ao tanque, antes mesmo desta última ser alimentada ao tanque. Alguma porção da solução de purificação pode ser diretamente alimentada dentro do tanque, na barreira de contato. Entretanto, é também apropriado remover uma parte da solução aquosa acumulada completamente no circuito, de tempos em tempos, pelo fato de conter impurezas que se dissolveram na solução orgânica, tal como o ferro.Correspondingly, the purified organic solution at the rear end of the tank (7) is uniformly sucked through the entire cross section by means of one or two outlet tubes (15) which are provided with suction tubes (16). For the sake of clarity, the protective structure (17) has been omitted in the drawing. The outlet pipes and their suction pipes are arranged in the same manner as the intake pipes and discharge pipes, that is, as many parts of the solution to be removed are sucked through each outlet pipe as required by the number of outlet pipes. The aqueous solution that has accumulated in the well (10) is removed in exactly the same way through one or more aqueous solution outlet tubes (23), which are also provided with their own suction tubes (24). The aqueous solution suction tubes are preferably obliquely and downwardly directed. Suction tubes can also be routed to the rear section of the tank. The aqueous solution outlet pipes and their suction pipes are also arranged in the same manner as the feed pipes and discharge pipes, that is, a certain amount of the solution to be removed is sucked through each outlet pipe. It is advantageous to remove more solution through the aqueous suction line than from the amount that is separated or fed to the extraction solution, as thus the purity of the organic solution is guaranteed by considering aqueous drag. Therefore, some organic solution from the bottom of the organic layer is also sucked along with the aqueous solution. The amount of organic solution sucked with the aqueous solution is at most about half of the amount of aqueous solution sucked. Some portion of the aqueous solution, which consists mainly of the purification solution used to purify the organic solution, is preferably to be recirculated within the tank-fed organic solution even before it is fed to the tank. Some portion of the purification solution may be directly fed into the tank at the contact barrier. However, it is also appropriate to remove a portion of the aqueous solution that has completely accumulated in the circuit from time to time because it contains impurities that have dissolved in the organic solution, such as iron.
Se o número de tubos de admissão ou de saida aumentar, os tubos de descarga e sucção são distribuídos conforme descrito acima. Se existirem três tubos, um terço da solução é alimentada a partir de cada tubo.If the number of inlet or outlet pipes increases, the discharge and suction pipes are distributed as described above. If there are three tubes, one third of the solution is fed from each tube.
Conforme mostrado nas figuras 2 e 3, também, o tanque de LO é dotado de diversas barreiras de estacas (13, 14), que são dispostas obliquamente na direção da parte traseira do tanque. A finalidade dessas estruturas é melhorar a separação da infiltração de água da solução orgânica em gotas maiores e melhorar o contato entre a solução de extração e a solução de purificação. Cada barreira de estacas consiste de diversos elementos na mesma direção. A primeira barreira de estacas (13) se encontra localizada bastante próximo aos tubos de alimentação de solução orgânica (11). Tal barreira consiste de pelo menos três elementos, que se estendem de um lado ao outro do tanque de LO. A figura 2 mostra que o primeiro elemento (25) da barreira de contato está situado de modo a se estender até a base (8) do tanque de LO e que a sua borda superior alcança uma altura que é preferencialmente de 50- 70% da altura de todo o tanque. Cerca de um terço da seção superior do primeiro elemento é fornecida com uma zona ranhurada, diferente do elemento compacto. Ranhuras verticais são dispostas na zona ranhurada, com uma largura preferida de cerca de 2-3 mm e uma distância entre si de 30-60 vezes a largura da ranhura. Somente uma pequena quantidade de solução orgânica circula através das ranhuras, na medida em que o resto circula acima do elemento dentro da passagem formada pelo elemento e o elemento seguinte. O segundo elemento (26) é situado em uma profundidade tal que a distância entre sua borda inferior e o fundo do tanque é de 15-20% da altura do tanque e a distância da borda superior, a partir da borda superior do tanque, é em torno de 12-17% da altura do tanque. Cerca de um terço da seção inferior do segundo elemento é preferencialmente fornecida com o mesmo tipo de zona vertical ranhurada que da seção superior do primeiro elemento, diferente do elemento compacto. · As ranhuras estreitas do elemento promovem a formação de gotas maiores a partir da infiltração de água. 0' terceiro elemento (27) da barreira de contato está situado de modo a se estender na direção da base e sua borda superior para cerca da mesma altura que o segundo elemento. O terceiro elemento apresenta ranhuras verticais ao longo de toda a sua altura, sendo sua largura de 40-60 mm e a distância das ranhuras entre si de cerca de duas vezes aquela da largura da ranhura. A distância da passagem deixada entre os elementos é basicamente a mesma.As shown in figures 2 and 3, too, the LO tank is provided with several pile barriers (13, 14) which are arranged obliquely towards the rear of the tank. The purpose of these structures is to improve the separation of water infiltration from the organic solution into larger droplets and to improve contact between the extraction solution and the purification solution. Each pile barrier consists of several elements in the same direction. The first pile barrier (13) is located very close to the organic solution feed tubes (11). Such a barrier consists of at least three elements extending across the LO tank. Figure 2 shows that the first contact barrier element (25) is extending to the base (8) of the LO tank and that its upper edge reaches a height which is preferably 50-70% of the height of the entire tank. About one third of the upper section of the first element is provided with a grooved zone, different from the compact element. Vertical slots are arranged in the slotted area, with a preferred width of about 2-3 mm and a distance of 30-60 times the width of the slot. Only a small amount of organic solution circulates through the slots as the rest circulates above the element within the passage formed by the element and the next element. The second element 26 is situated at a depth such that the distance between its lower edge and the bottom of the tank is 15-20% of the height of the tank and the distance from the upper edge from the upper edge of the tank is around 12-17% of tank height. About one third of the lower section of the second element is preferably provided with the same type of slotted vertical zone as the upper section of the first element, different from the compact element. · The narrow grooves of the element promote the formation of larger droplets from water infiltration. The third contact barrier element 27 is arranged to extend toward the base and its upper edge to about the same height as the second element. The third element has vertical grooves along its entire height, its width being 40-60 mm and the distance between the grooves being about twice that of the width of the groove. The distance of the passage left between the elements is basically the same.
Quando a solução de purificação é alimentada diretamente dentro do tanque de LO, isto é feito preferencialmente mediante disseminação das gotas da solução de purificação dentro da solução orgânica, no ponto da barreira de contato. 0 contato das soluções é posteriormente melhorado mediante orientação da solução de purificação dentro da passagem (28), entre os primeiro e segundo elementos. É ainda preferível se colocar 2-5 barreiras de estacas (14) no tanque de LO, para promover o crescimento de pequenas gotas de solução aquosa e a purificação de impurezas da solução orgânica. As barreiras de estacas subseqüentes à barreira de contato são acentuadamente similares entre si, isto é, consistem de diversos elementos na mesma direção e se estendem de um lado ao outro do tanque. A altura dos elementos é aproximadamente a mesma que a do terceiro elemento (27) da barreira de contato, em outras palavras, os elementos se estendem a partir da base do tanque para cima, e a distância de sua borda superior, a partir da borda superior do tanque, é em torno de 12-17% da altura do tanque. Os elementos são proporcionados com o mesmo tipo de ranhura que do terceiro elemento da barreira de contato, mas as ranhuras doe elementos são situadas em sobreposição relativamente entre si, de modo que a distância do fluxo de solução entre os elementos é a mais longa possível. 0 número de elementos em cada barreira de estacas é de 3-6. A figura 4 apresenta uma modalidade da invenção onde pelo menos um elemento de chicana (29), colocado perpendicularmente para cima, é disposto entre as barreiras de estacas, com uma altura a partir da base (8) de cerca de 25-6% da altura total do tanque. Os elementos de chicana são sempre colocados entre as barreiras de estacas e a altura será maior quanto mais perto os elementos se dispuserem com relação à barreira de contato. Assim, o elemento mais alto está entre a barreira de contato e a barreira de estacas seguinte e o segundo elemento mais alto no afastamento seguinte. Dependendo de sua localização, o elemento de chicana pode ser compacto na seção inferior e apresentar uma zona ranhurada no topo ou pode apresentar uma zona ranhurada em toda a sua altura. A largura das ranhuras na zona ranhurada e a distância das ranhuras entre si é praticamente a mesma que do primeiro e segundo elementos da barreira de contato. A largura das ranhuras é, dessa forma, de 2-3 mm e a distância entre elas de 30-60 vezes a largura da ranhura. No máximo, a seção compacta no elemento de chicana mais próximo da barreira de contato é em torno de 40-60%. A proporção da seção compacta diminui na direção do fluxo do tanque e a zona ranhurada do elemento de chicana final se estende ao longo de toda a altura do elemento. A presente invenção não se restringe às modalidades acima mencionadas, sendo possível se realizar adaptações e combinações do exposto acima e em conformidade com o apresentado nas reivindicações anexas, dentro do escopo e espírito da invenção.When the purification solution is fed directly into the LO tank, this is preferably done by spreading the drops of the purification solution into the organic solution at the point of the contact barrier. The contact of the solutions is further improved by orienting the purification solution within the passageway 28 between the first and second elements. It is further preferable to place 2-5 pile caps (14) in the LO tank to promote the growth of small drops of aqueous solution and the purification of impurities from the organic solution. The pile barriers subsequent to the contact barrier are markedly similar to each other, that is, they consist of several elements in the same direction and extend across the tank. The height of the elements is approximately the same as that of the third contact barrier element (27), in other words, the elements extend from the base of the tank upwards and the distance from its upper edge from the edge. top of the tank, is around 12-17% of the tank height. The elements are provided with the same type of slot as the third contact barrier element, but the element slots are relatively overlapped with each other so that the distance of solution flow between the elements is as long as possible. The number of elements in each pile barrier is 3-6. Figure 4 shows an embodiment of the invention where at least one baffle element (29), placed perpendicularly upwards, is disposed between the pile barriers with a height from the base (8) of about 25-6% of the total height of the tank. Baffle elements are always placed between the pile barriers and the height will be higher the closer the elements are to the contact barrier. Thus, the highest element is between the contact barrier and the next pile barrier and the second highest element at the next clearance. Depending on its location, the baffle element may be compact at the bottom section and have a slotted zone at the top or may have a slotted zone at its full height. The width of the slots in the slotted area and the distance of the slots from each other is substantially the same as that of the first and second contact barrier elements. The width of the slots is thus 2-3 mm and the distance between them 30-60 times the width of the slot. At most, the compact section in the baffle element closest to the contact barrier is around 40-60%. The proportion of the compact section decreases in the direction of tank flow and the groove zone of the final baffle element extends over the entire height of the element. The present invention is not limited to the aforementioned embodiments, and adaptations and combinations of the above and as set forth in the appended claims may be made within the scope and spirit of the invention.
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